Quelltext der Seite Kaliumcarbonat

{{Infobox Chemikalie
| Strukturformel       = [[Datei:Potassium carbonate structural formulae.png|180px|Strukturformel von Kaliumcarbonat]]
| Name                 = Kaliumcarbonat
| Suchfunktion         = CK2O3 K2CO3
| Andere Namen         = * Pottasche 
* kohlensaures Kalium
* Kalium carbonicum
* {{E-Nummer|501|Abruf=2020-07-01}}
* {{INCI|Name=POTASSIUM CARBONATE |ID=36941|Abruf=2020-08-11}}
| Summenformel         = K<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>
| CAS                  = * {{CASRN|584-08-7}} (wasserfrei)
* {{CASRN|6381-79-9|Q27282858}} ([[Sesquihydrat]])
| EG-Nummer            = 209-529-3
| ECHA-ID              = 100.008.665
| PubChem              = 11430
| ChemSpider           = 10949
| DrugBank             = DB13977
| Beschreibung         = weißer, [[Hygroskopie|hygroskopischer]] Feststoff<ref name="GESTIS"/>
| Molare Masse         = 138,20 g·[[mol]]<sup>−1</sup>
| Aggregat             = fest<ref name="GESTIS"/>
| Dichte               = 2,428 g·cm<sup>−3</sup><ref name="GESTIS">{{GESTIS|Name=Kaliumcarbonat|ZVG=2070|CAS=584-08-7|Abruf=2023-01-03}}</ref>
| Schmelzpunkt         = 891 [[Grad Celsius|°C]]<ref name="GESTIS"/>
| Siedepunkt           = Zersetzung<ref name="GESTIS"/>
| Dampfdruck           = 
| Löslichkeit          = sehr leicht in Wasser (1120 g·l<sup>−1</sup> bei 20 °C)<ref name="GESTIS"/>
| Quelle GHS-Kz        = <ref name="GESTIS" />
| GHS-Piktogramme      = {{GHS-Piktogramme|07}}
| GHS-Signalwort       = Achtung
| H                    = {{H-Sätze|315|319|335}}
| EUH                  = {{EUH-Sätze|-}}
| P                    = {{P-Sätze|261|264|271|280|302+352|305+351+338}}
| Quelle P             = <ref name="GESTIS" />
| MAK                  = 
| ToxDaten             = {{ToxDaten |Typ=LD50 |Organismus=Ratte |Applikationsart=oral |Wert=1870 mg·kg<sup>−1</sup> |Bezeichnung= |Quelle=<ref>H. F. Smyth, C. P. Carpenter, C. S. Weil, U. C. Pozzani, J. A. Striegel, J. S. Nycum: ''Range-finding toxicity data: List VII.'' In: ''American Industrial Hygiene Association journal.'' Band 30, Nummer 5, 1969, S.&nbsp;470–476, {{DOI|10.1080/00028896909343157}}, PMID 5823428.</ref> }}
| Standardbildungsenthalpie = −1151,0 kJ/mol<ref name="CRC90_5_20">{{CRC Handbook|Auflage=90|Titel=Standard Thermodynamic Properties of Chemical Substances|Kapitel=5|Startseite=20}}</ref>
}}

'''Kaliumcarbonat''' (fachsprachlich) oder '''Kaliumkarbonat''' ([[Trivialname]]: '''Pottasche'''), K<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>, ist ein [[Alkalien|Alkali]] und das [[Kalium]]<nowiki/>salz der [[Kohlensäure]]. Es bildet ein weißes, [[Hygroskopie|hygroskopisches]] [[Schüttgut|Pulver]] mit einem [[Schmelzpunkt]] von 891&nbsp;°C und einer [[Dichte]] von 2,428&nbsp;g·cm<sup>−3</sup>. Kaliumcarbonat wird häufig als Rohstoff für die Herstellung von Glas, Seife, Lebensmitteln, Düngemitteln und anderen chemischen Produkten verwendet.

Der Name ''Pottasche'' stammt von der alten Methode zur Anreicherung von Kaliumcarbonat aus [[Asche|Pflanzenasche]] (vor allem Holz-, aber auch [[Seetang]]asche) durch Auswaschen mit Wasser (daher auch die Bezeichnung als ein „Laugensalz“) und anschließendes Eindampfen in Pötten (Töpfen). Der traditionelle Name stand auch Pate für die englischen Namen ''potash'' und ''potassium'', wobei ''potash'' viele mineralische Kaliumsalze einschließt (z.&nbsp;B. [[Kaliumchlorid]]) und besser mit [[Kalisalz]] übersetzt werden sollte.

== Vorkommen und Abbau ==
Die weltweit größten [[Kalisalz]]vorkommen (Tabelle der Länder nach Abbau siehe dort) liegen in [[Kanada]], [[Russland]], [[Belarus]], [[Vereinigte Staaten]], [[China]] und [[Deutschland]], auch in einigen Binnengewässern wie dem [[Totes Meer|Toten Meer]] oder der [[Wüste Lop Nor]] findet sich Kaliumcarbonat. Früher wurde Pottasche vorwiegend aus Holzasche durch [[Auslaugung|Auslaugen]] gewonnen. Der Gehalt mineralischer Bestandteile an Holzasche liegt bei etwa 85 %; etwa 14–19 % davon sind Kaliumcarbonat und Natriumcarbonat.<ref>Eintrag zu {{Internetquelle |url=https://www.spektrum.de/lexikon/chemie/holzasche/4152 |titel=Holzasche |werk=Lexikon der Chemie |hrsg=Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft |abruf=2018-09-03}}</ref> Weltweit wurden 2020 ca. 44 Millionen Tonnen Kaliumsalze (als K<sub>2</sub>O-Gehalt) abgebaut. Größte Produzenten waren Kanada, Russland, Belarus und China, die zusammen ca. 80 % Marktanteil hatten. Es wird erwartet, dass sowohl Nachfrage, als auch Produktionskapazitäten in den nächsten Jahren weiter ansteigen werden. Neue Minen oder Erweiterungen von bestehenden Minen werden gerade in Kanada, Russland, Belarus, Eritrea, Australien und Großbritannien umgesetzt. Auch in den USA befand sich 2021 eine neue Kalisalz-Mine im [[Osceola County (Michigan)]] in der Entwicklung, diese soll anfangs jährlich 650.000 Tonnen MOP-Qualität (''Muriate of potash'', eine Mischung aus >95 % KCl und [[Natriumchlorid|NaCl]] zur Düngemittelherstellung) erzeugen und im Endausbau 1 Million Tonnen pro Jahr.<ref>{{Internetquelle |url=https://www.dtnpf.com/agriculture/web/ag/crops/article/2023/01/03/billion-dollar-michigan-potash-mine |titel=Billion-dollar Michigan Potash Mine Project for 2025 Sparked This Farmer's Interest |datum=2024-11-25 |sprache=en-US |abruf=2024-11-29}}</ref>
Die weltweiten Ressourcen werden auf 250 Milliarden Tonnen geschätzt.<ref name="usgs_2022">[https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2022/mcs2022-potash.pdf Potash]. In: ''[[United States Geological Survey]] Mineral Commodity Summaries.'' 2022</ref>

== Gewinnung und Darstellung ==
* Carbonisierung von [[Kalilauge]]:<ref>{{RömppOnline|ID=RD-11-00169|Name=Kaliumcarbonat|Abruf=2014-11-12}}</ref>

: <math>\mathrm{ \ 2KOH + CO_2 \ \rightleftharpoons \ K_2CO_3 + H_2O }</math>

: Als CO<sub>2</sub>-Quelle nutzt man überwiegend Verbrennungsgase.

* Reaktion von Kalkmilch ([[Calciumhydroxid]]-Lösung) mit [[Kaliumsulfat]] und [[Kohlenstoffmonoxid]] bei 30 bar (Formiatverfahren). Das abgetrennte [[Kaliumformiat]] wird anschließend oxidativ calciniert:

: <math>\mathrm{ \ K_2SO_4 + Ca(OH)_2 + 2CO \ \rightleftharpoons \ CaSO_4 +2HCOOK }</math>

: <math>\mathrm{ \ 2HCOOK + O_2 \ \rightleftharpoons \ K_2CO_3 + CO_2 + H_2O}</math>

* [[Aschenbrenner|Auslaugen von Pflanzenasche]] und anschließendes Eindampfen in [[Aschenhaus|Aschenhäusern]] (historisch, technisch keine Bedeutung mehr)
* historisch: Brennen von [[Weinstein]] (''Tartarus calcinatus'' ist gebrannter Weinstein), etwa bei [[Paracelsus]]<ref>Friedrich Dobler: ''Die chemische Fundierung der Heilkunde durch Theophrastus Paracelsus: Experimentelle Überprüfung seiner Antimonpräparate.'' In: ''Veröffentlichungen der Internationalen Gesellschaft für Geschichte der Pharmazie.'' Neue Folge, 10, 1957, S. 76–86, hier: S. 80.</ref><ref>Friedrich Dobler: ''Conrad Gessner als Pharmazeut.'' Von Ostheim A. G., Zürich 1955, {{DNB|571896898}}, S. 104 (Zürich, [[ETH Zürich]], Dissertation).</ref>

Leitet man Kohlendioxid in [[Kalilauge]] ein, so fällt das etwas schwerer lösliche [[Kaliumhydrogencarbonat]] aus. Dieses ist jedoch in Wasser wesentlich leichter löslich als Natriumhydrogencarbonat, Kaliumcarbonat lässt sich daher nicht wie [[Natriumcarbonat]] nach dem [[Solvay-Verfahren]] gewinnen.

== Eigenschaften ==
In [[Wasser]] ist es sehr leicht und gut löslich (1120&nbsp;g/l), wobei Wärme frei wird. Die Lösung reagiert durch Bildung von [[Hydroxidion]]en alkalisch:

:<math>\mathrm{CO_3^{2-} + H_2O \ \rightleftharpoons \ HCO_3^{-} + OH^-}</math>
:<small>Ein Carbonation reagiert mit Wasser zu einem Hydrogencarbonation und einem Hydroxidion.</small>

Mit Säuren entstehen unter [[Kohlenstoffdioxid]]entwicklung die entsprechenden Kaliumsalze. Bei Raumtemperatur kristallisiert es als Dihydrat aus der wässrigen Lösung.

Wasserfreies Kaliumcarbonat kristallisiert [[Monoklines Kristallsystem|monoklin]], {{Raumgruppe|P21/c|lang}} mit den [[Gitterparameter]]n ''a''&nbsp;= 5,640&nbsp;[[Ångström (Einheit)|Å]], ''b''&nbsp;= 9,839&nbsp;Å, ''c''&nbsp;= 6,874&nbsp;Å und ''β''&nbsp;= 98,70°.<ref>Y. Idemoto, J.W. Richardson, N. Koura, S. Kohara, C.K. Loong: ''Crystal structure of (Li<sub>x</sub>K<sub>1−x</sub>)<sub>2</sub>CO<sub>3</sub> (x = 0,0.43,0.5,0.62,1) by neutron powder diffraction analysis.'' In: ''Journal of Physics and Chemistry of Solids'', 59, 1998, S.&nbsp;363–376, [[doi:10.1016/S0022-3697(97)00209-6]].</ref> Bei 250&nbsp;°C geht diese in die monokline β-Form über (Raumgruppe {{Raumgruppe|C2/c|kurz}}, ''a''&nbsp;= 5,675&nbsp;Å, ''b''&nbsp;= 9,920&nbsp;Å, ''c''&nbsp;= 7,018&nbsp;Å und ''β''&nbsp;= 96,8°).<ref>H.Y. Becht, B. Struikmans: ''A Monoclinic High-Temperature Modification ot Potassium Carbonate.'' In: ''[[Acta Crystallographica]]'', B32, 1976, S.&nbsp;3344–3346, [[doi:10.1107/S0567740876010303]].</ref> Bei 450&nbsp;°C geht diese in eine [[Hexagonales Kristallsystem|hexagonale]] Form über.<ref>S.J. Schneider, E.M. Levin: ''Polymorphism of K<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>.'' In: ''Journal of the American Ceramic Society'', 56(4), 1973, S.&nbsp;218–219, [[doi:10.1111/j.1151-2916.1973.tb12461.x]].</ref>

== Verwendung ==
Ein Großteil des produzierten Kaliumcarbonates wird für die Düngemittelproduktion verwendet (2010 etwa 83 %).<ref name="Martin Bertau">{{Literatur |Autor=Martin Bertau, Armin Müller, Peter Fröhlich, Michael Katzberg |Titel=Industrielle Anorganische Chemie |Verlag=John Wiley & Sons |Ort= |Datum=2013 |ISBN=978-3-527-33019-5 |Seiten=217 |Online=[https://books.google.com/books?id=D8CpBAAAQBAJ&newbks=0&pg=PA217&hl=en books.google.com]}}</ref>
[[Datei:Potassium carbonate.jpg|miniatur|Kaliumcarbonat]]
Daneben wird es eingesetzt als:
* Zusatz bei der Herstellung von [[Glas]]<ref name="Martin Bertau" />
* Herstellung von  [[Schmierseife]]n und [[Emaille]]<ref name="Martin Bertau" />
* Herstellung von [[Pottascheglas|Kaligläsern]], [[Kaliwasserglas]] und [[Kristallglas|Kristallgläsern]]<ref name="Martin Bertau" />
* Herstellung von Pigmentfarben<ref name="Martin Bertau" />
* Herstellung von fotografischen [[Entwicklerflüssigkeit|Entwicklern]]<ref>{{Literatur |Autor=Eduard Valenta |Titel=Photographische Chemie und Chemikalienkunde: mit Berücksichtigung der Bedürfnisse der graphischen Druckgewerbe |Verlag=W. Knapp |Ort= |Datum=1898 |Seiten=46 |Online=[https://books.google.com/books?id=oskJAAAAIAAJ&newbks=0&pg=PA46&hl=en books.google.com]}}</ref>
* wasserfreies Kaliumcarbonat wird im Laborbereich gelegentlich als [[Trocknungsmittel]] eingesetzt.<ref>{{Literatur |Autor=Hans Irion |Titel=Drogisten-Lexikon: Ein Lehr- und Nachschlagebuch für Drogisten und verwandte Berufe, Chemotechniker Laboranten, Großhandel und Industrie Dritter Band Fachtechnik, Kosmetik, Vorschriften |Verlag=Springer-Verlag |Ort= |Datum=2013 |ISBN=978-3-642-92723-2 |Seiten=88 |Online=[https://books.google.com/books?id=idSkBgAAQBAJ&newbks=0&printsec=frontcover&pg=PA88&hl=en books.google.com]}}</ref>
* [[Triebmittel]] für Flachgebäck ([[Plätzchen]] und [[Lebkuchen]],  besonders Weihnachtsbäckerei) und Teige mit hohem Zuckergehalt<ref>{{Literatur |Autor=Georg Schwedt |Titel=Experimente rund ums Kochen, Braten, Backen |Verlag=John Wiley & Sons |Ort= |Datum=2012 |ISBN=978-3-527-66115-2 |Seiten= |Online=[https://books.google.com/books?id=tyCrYS4z7VcC&newbks=0&printsec=frontcover&pg=PT126&hl=en books.google.com]}}</ref>
* Zusatz zu [[Kakao]] als [[Säureregulator]]<ref>{{Literatur |Autor=Georg Schwedt |Titel=Was ist wirklich drin?: Produkte aus dem Supermarkt |Verlag=John Wiley & Sons |Ort= |Datum=2012 |ISBN=978-3-527-64124-6 |Seiten= |Online=[https://books.google.com/books?id=VgLX47TnQcoC&newbks=0&printsec=frontcover&pg=PT128&hl=en books.google.com]}}</ref>
* Zusatzstoff zur Bohrspülung bei Tiefbohrungen für die Toninhibitierung<ref name="Henry A. Craddock">{{Literatur| Autor=Henry A. Craddock | Titel=Oilfield Chemistry and Its Environmental Impact | Verlag=Wiley | ISBN=978-1-119-24426-4 | Datum=2018 | Online={{Google Buch | BuchID=iJBaDwAAQBAJ | Seite=243 }} | Seiten=243 }}</ref><ref>{{Literatur |Autor=Muhammad Hammad Rasool, Asif Zamir, Khaled A. Elraies, Maqsood Ahmad, Muhammad Ayoub, Muhammad Adeem Abbas |Titel=Potassium carbonate based deep eutectic solvent (DES) as a potential drilling fluid additive in deep water drilling applications |Sammelwerk=Petroleum Science and Technology |Band=39 |Nummer=15–16 |Verlag= |Datum=2021 |Seiten=612–631 |DOI=10.1080/10916466.2021.1928189}}</ref>
* Neutralisationsmittel bei der Verwendung von [[Salzsäure]] (E 507) als [[Aroma]]verstärker<ref name="zusatzstoffmuseum.de">Lexikon der Zusatzstoffe: [https://www.zusatzstoffmuseum.de/lexikon-der-zusatzstoffe/kaliumcarbonatekaliumcarbonatkaliumhydrogencarbonat.html E 501 Kaliumcarbonate (Kaliumcarbonat, Kaliumhydrogencarbonat) - Lexikon der Zusatzstoffe], abgerufen am: 15. Januar 2024</ref>
* Schnelltrocknung von Rosinen: Durch Entfernen der natürlichen Wachsschicht der Trauben durch eine Kaliumcarbonatlösung verdunstet die Feuchtigkeit leichter.<ref name="Alfred Hagen Meyer">{{Literatur| Autor=Alfred Hagen Meyer | Titel=RÖMPP Lexikon Lebensmittelchemie, 2. Auflage, 2006 | Verlag=Thieme | ISBN=978-3-13-179532-8 | Datum=2014 | Online={{Google Buch | BuchID=F9yeAwAAQBAJ | Seite=2854 }} | Seiten=2854 }}</ref>
* Ausgangsprodukt für andere Kaliumverbindungen<ref name="Martin Bertau" />
* Trennmittel für [[Gipsabdruck|Gipsabdrücke]] ([[Bildhauerei]])<ref name="Gertraute Franz">{{Literatur| Autor=Gertraute Franz | Titel=Prothetik und Werkstoffkunde | Verlag=Thieme | ISBN=978-3-13-593602-4 | Datum=1994 | Online={{Google Buch | BuchID=qB9qAAAAMAAJ | Seite= }} | Seiten= }}</ref>
* Elektrolytbestandteil in [[Schmelzkarbonatbrennstoffzelle]]n<ref name="Holger Watter">{{Literatur| Autor=Holger Watter | Titel=Regenerative Energiesysteme | Verlag=Springer Fachmedien Wiesbaden | ISBN=978-3-658-09638-0 | Datum=2015 | Online={{Google Buch | BuchID=pAZcCgAAQBAJ | Seite=347 }} | Seiten=347 }}</ref>
* [[Tabakzusatzstoff]] für [[Schnupftabak]] (in Deutschland laut [[Tabakverordnung (Deutschland)|Tabakverordnung]])<ref name="Hermann Sicius">{{Literatur| Autor=Hermann Sicius | Titel=Wasserstoff und Alkalimetalle: Elemente der ersten Hauptgruppe | Verlag=Springer Fachmedien Wiesbaden | ISBN=978-3-658-12268-3 | Datum=2015 | Online={{Google Buch | BuchID=QkFECwAAQBAJ | Seite=44 }} | Seiten=44 }}</ref>
* Zusatzstoff für die Einnahme von bestimmten Suchtmitteln
* Zusatzstoff in manchen Handwasch-[[Flüssigseife]]n<ref>{{Patent| Land=DE| V-Nr=60306987| Code=T2| Titel=Flüssigwaschmittel| A-Datum=2003-05-20| V-Datum=2007-03-08| Anmelder=Kao Corp| Erfinder=Kao Cor Inoue et al}}</ref>
* umweltfreundliches Auftaumittel (anstelle von [[Auftausalz]]) bei Glatteis auf Straßen und Gehwegen<ref>Studie der [[Universität für Bodenkultur Wien]] über die Auswirkung stickstoffhältiger Auftaumittel ([https://www.wien.gv.at/kontakte/ma22/studien/pdf/auftau.pdf ''Auftaumittelstudie 2000''] [PDF; 1,6&nbsp;MB]).</ref>
* aufgrund des stets enthaltenen radioaktiven Kalium-40 kann Pottasche für Schülerversuche zur Radioaktivität verwendet werden<ref name="hamburg.de">BSB/DESY-Schülerlabor: [https://bildungsserver.hamburg.de/resource/blob/383914/d6496044391d0c4131bfa27f88783e69/experiment-kalium-40-data.pdf Experiment zur Ermittlung der Halbwertszeit von Kalium 40], Arthur Meier Hamburg, Mai 2021, abgerufen am: 15. Januar 2024</ref>
* Reinigung ([[Beuchen]]) von [[Flachsfaser|Leinen]] und [[Baumwolle]] mittels Buchenasche<ref>{{YouTube |id=jOC2bG3H7d8 |titel=Waschen am Gemeindebrunnen – 1. Bauchen |abruf=2022-09-30 |h= |m= |sec=<!-- ggf. Startzeit --> |uploader=Alltagskulturen im Rheinland |upload=2018-01-08 |kommentar=Institut für Landeskunde und Regionalgeschichte: ''Bauchen von Wäsche mit Buchenasche'' |laufzeit=30:48&nbsp;min}}</ref>
* Bestandteil von Feuerlöschmitteln<ref>{{Literatur |Autor=Georg Pleß |Titel=Substitution bestimmter umweltschädlicher Feuerlöschmittel in ausgewählten Anwendungsbereichen |Hrsg=Institut der Feuerwehr Sachsen-Anhalt |Verlag= |Ort=Heyrothsberge |Datum=2003 |ISBN= |Seiten= |Online=https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/publikation/long/2403.pdf |Format=PDF |KBytes=597}}</ref>

Überdies kommt es als [[Thermochemischer Wärmespeicher]] in Frage.<ref>{{Internetquelle|url=https://derstandard.de/2000135239332|titel="Wärmebatterie" mit Salz könnte Millionen Haushalte von Gas unabhängig machen - Innovationen - derStandard.de › Web|titelerg=|autor=|hrsg=|werk=derstandard.de|seiten=|datum= |zugriff=2025-01-12|sprache=|format=|kommentar=|zitat=|offline=}}</ref>
=== Soda-Pottasche-Aufschluss ===
Der [[Soda (Mineral)|Soda]]-Pottasche-Aufschluss wird für schwerlösliche (Erdalkali-)Sulfate, hochgeglühte (saure oder amphotere) Oxide, Silicate und Silberhalogenide verwendet. Er findet in einer Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>/K<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>-Schmelze statt. ZrO<sub>2</sub>, Zr<sub>3</sub>(PO<sub>4</sub>)<sub>4</sub>, Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>, Cr<sub>2</sub>O<sub>3</sub> und Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> werden nur teilweise gelöst. Für diesen Schmelzeaufschluss verwendet man Soda und Pottasche im Gemisch, weil damit eine Schmelzpunkterniedrigung gegenüber reinen Salzen zu erhalten ist ([[Eutektikum|Eutektisches Gemisch]]). Zudem drängt der enorme Carbonatüberschuss das Reaktionsgleichgewicht auf die Produktseite.<ref name="Hans Peter Latscha, Gerald W. Linti, Helmut Alfons Klein">{{Literatur| Autor=Hans Peter Latscha, Gerald W. Linti, Helmut Alfons Klein | Titel=Analytische Chemie | Verlag=Springer Berlin Heidelberg | ISBN=978-3-642-18493-2 | Datum=2013 | Online={{Google Buch | BuchID=538GBgAAQBAJ | Seite=22 }} | Seiten=22 }}</ref>

Ein Beispiel für Sulfate:

:<chem>BaSO4 + K2CO3 <=> BaCO3 + K2SO4</chem>

== Weblinks ==
{{Commonscat|Potash}}
{{Wiktionary|Pottasche}}
* {{DNB-Portal|4163061-0}}
* {{HLS|14006|Pottasche|Autor=Stephanie Summermatter}}

== Einzelnachweise ==
<references />

{{Navigationsleiste Alkalimetallcarbonate}}

{{Normdaten|TYP=s|GND=4163061-0}}

[[Kategorie:Carbonat]]
[[Kategorie:Kaliumverbindung]]
[[Kategorie:Trockenmittel]]
[[Kategorie:Lebensmittelzusatzstoff (EU)]]